汶川地震桥梁震害

一、汶川地震基本情况
（2）地震涉及四川、陕西、甘肃、重庆、云南等10个省（直辖 市），417县（市） ，仅汶川、北川、绵竹3县（市）遇难人口就 达55298人。地震还导致37万多人受伤，紧急转移人员1510万人。
汶川地震烈度 分布图
地震烈度：地面和人工建筑遭受地震影响的强弱程度
一、汶川地震基本情况
桥墩水下开裂－庙子坪大桥
圬工墩破坏
四、简支梁桥震害
（4）桥墩震害
汶川地震的桥墩震害较少，所调查的2316个桥墩中，仅41个 桥墩出现震害，没有出现阪神地震中桥墩大面积破坏的情况 ，但其震害较有特点。 （1）出现了少见的盖梁震害 （2）墩顶破坏比墩底严重 （3）出现了国内首例桥墩水下震害 （4）仅有的一座采用圬工桥墩的桥梁－汉旺绝缘桥，桥墩出 现了破坏。
二． 典型桥梁震害 三． 桥梁间接震害（次生地质灾害） 四． 简支梁桥震害 五． 连续梁桥震害
六． 连续刚构桥震害
七． 小结
一、汶川地震基本情况
1、地震基本情况
汶川地震是新中国成立以来，在人口稠密地区最大的 一次破坏性地震。这次大地震破坏性之强、涉及范围 之广、灾情之复杂，历史罕见，世界震惊。 （1）地震震中烈度达XI度，发震断裂破裂长度达 300km，持续时间达100s。中国版图上除东北地区的 黑龙江、吉林和西北地区的新疆外都有不同程度的震 感。根据中国地震局正式公布的结果，XI度区总面积 和约为2419 km2，远大于唐山地震的XI度区（唐山地 震的XI度区面积仅47 km2）。
四、简支梁桥震害
（3）支座、挡块震害
板式橡胶支座剪切变形
板式橡胶支座剪切变形
支座剪切脱空
支座上下垫板错位
支座纵向移位
支座横向移位
四、简支梁桥震害
（3）支座、挡块震害 汶川地震中的挡块震害也十分普遍，4281 组挡块中，近 800组出现震害。挡块震害主要有以下类型。
抵拢型
水平剪切型
四、简支梁桥震害
二、典型桥梁震害
庙子坪大桥主桥－连续刚构桥，主梁开裂，底板几乎压溃
二、典型桥梁震害
映秀岷江大桥－简支梁桥，主梁横向移位1.2m
寿江大桥－简支梁桥，主梁纵向移位60cm，几乎落梁
二、典型桥梁震害
3、中等震害桥梁 中等震害－－承载能力基本无损失。震后经维修可以使用
都江堰
340
5× 25.00米 预 应 力 砼 空 心 板 桥
汶川
340
赔机耕道
SW:703.66
LW:703.20
赔机耕道
图例:
5cm
5cm
主梁移动 支座震害 挡块震害
沙沟河大桥－简支梁桥，主梁横向移位8cm
5cm
5cm
5cm
二、典型桥梁震害
桂溪大桥－拱桥，立柱开裂、横撑开裂
二、典型桥梁震害
都江堰 5× 20 2.97 20+2× 27+3× 20
汶川
P0 P5 图例: P0 支座震害 主梁位移 P1 P3 P5
渔子溪1号桥－－碎屑流冲击，4跨被毁
三、桥梁间接震害
（2）碎屑流
1碗水中桥桥－－碎屑流冲击，3跨被毁
三、桥梁间接震害
（3）滑坡
蒙子沟中桥－－滑坡推挤，桥墩倾斜
三、桥梁间接震害
（3）滑坡
新房子大桥－－滑坡推挤，桥墩倾斜、开裂
三、桥梁间接震害
（4）堰塞湖
泄洪后的小水湾1桥
唐家山堰塞湖导致北川至禹里 段公路被湖水淹没，共有22 座桥梁完全被毁。
P4 P3
T 3xj（弱）
T 3x j（弱） Q4
1～4#墩右倾
T 3xj（弱）
1 0 cm 15cm 1 0 cm
1 0 cm
10cm
2cm 10 cm
4cm
6cm
10cm
10cm
新房子左线大桥－－主梁纵横向移位，最大达34cm，桥长减小
四、简支梁桥震害
（2）主梁落梁－主梁移位的极端形式
映秀顺河桥因中央主断裂穿过全桥落梁－纵向落梁
井田坝大桥－拱桥，全桥损毁
ຫໍສະໝຸດ Baidu
庙子坪大桥引桥－简支梁桥，引桥落梁
二、典型桥梁震害
上述桥梁均为全桥损毁的桥梁。全桥损毁－－丧失通行能力
2、严重震害桥梁
严重震害－－承载能力有损失，震后需加固才能使用
小黄沟中桥－连续梁桥，桥墩局部压溃
母猪桥－拱桥，主拱严重开裂
二、典型桥梁震害
新房子大桥－连续梁桥，主梁移位60cm，支座反力重分布
汇 报 内 容
一． 汶川地震基本情况
二． 典型桥梁震害 三． 桥梁间接震害（次生地质灾害） 四． 简支梁桥震害 五． 连续梁桥震害
六． 连续刚构桥震害
七． 小结
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五、连续梁桥震害
1、连续梁桥震害的主要形式 （1）主梁 连续梁桥主梁震害与简支梁桥类似，主要表现形式以梁体 移位为主， 但连续梁的移位将导致支座反力的重分布，可 能影响主梁的承载力，在墩梁固接的连续梁桥中可能出现 主梁开裂现象。
2、公路桥梁震害分布情况
汶川地震导致灾区大量公路桥梁受损，受损严重的公路 桥桥梁集中主要集中在： ①震中附近映秀的三条线路——国道213线映秀至都江堰段 、国道213线映秀至汶川段、省道303线映秀至卧龙段； ②北川附近三条线路——省道302线江油至北川段、省道 302线北川至茂县段及与断裂带大致平行的省道105线彭州 至北川段与省道105线北川至沙洲段。
四、简支梁桥震害
（2）主梁落梁－主梁移位的极端形式
4×25+27 都江堰
土路
汶 川
P0
P1
支座震害
P2
P3
P4
P5
映秀岷江桥因 横向位移过大 而部分横向落 梁
第1跨边梁落梁
20cm
主梁平面转动
40cm
43cm
180cm
150cm
75cm
45cm
15cm
四、简支梁桥震害
Basically intact
渔子溪3号桥－－山间落石砸毁主梁
三、桥梁间接震害
（1）山间落石
许家沟1号桥－－山间落石冲击，主拱受损
彻底关大桥－－山间落石冲击，3跨被毁
许家沟3号桥－－山间落石冲击
三、桥梁间接震害
（1）山间落石
擂鼓大桥－－山间落石冲击，主梁受损
三、桥梁间接震害
（2）碎屑流
某顺河桥－－碎屑流冲击，主梁破坏
龙潭电站中桥－－碎屑流掩埋，1跨被毁
landslide
collapsed
四、简支梁桥震害
（2）主梁落梁－主梁移位的极端形式
湔江河大桥第5跨部分落梁 震前的湔江河大桥
四、简支梁桥震害
（2）主梁落梁－主梁移位的极端形式
虹口高原桥－整跨落梁（纵向落梁）
庙子坪大桥引桥－整跨落 梁（纵向落梁）
纵向落梁一定是整跨落梁， 横向落梁往往是部分落梁
四、简支梁桥震害
（1）主梁移位
都江堰
400 5×4000
汶川
1000
1:1
P0
c+dl 4 c+dl 4 c+dl 4 c+dl 4
桥台移位 P1
Q
c+dl 4
T
c+dl Q4
QQ
4:1
T 3xj（强） T 3xj（弱）
Q
Q
斜交桥主梁移位往往 伴有转动，正交桥无 次现象。
图例： P2 支座震害 挡块震害 主梁位移 桥墩倾斜
汇 报 内 容
一． 汶川地震基本情况
二． 典型桥梁震害 三． 桥梁间接震害（次生地质灾害） 四． 简支梁桥震害 五． 连续梁桥震害
六． 连续刚构桥震害
七． 小结
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四、简支梁桥震害
1、简支梁桥的震害表现 （1）主梁移位
都江堰
汶川
6# 0# 左 伸缩缝被拉裂 1#
2跨向右相对移位 3跨向右相对移位 4跨向右相对移位
四、简支梁桥震害
（3）支座、挡块震害
摆轴支座倾覆
板式橡胶支座卷曲
汶川震区简支梁桥支座的形式有三种，为板 式橡胶支座、油毡简易支座、摆轴支座，其 中以板式橡胶支座最为普遍，油毡简易支座 仅用于跨度10m及以下的小桥，摆轴支座仅 渔子溪老桥使用。调查表明，汶川地震中支 座震害十分普遍，在总数6594 组支座中 1092组出现震害。
四、简支梁桥震害
（5）桥台破坏
胸墙被撞坏
四、简支梁桥震害
（5）桥台破坏
桥台前墙剪切破坏
桥台侧墙跨塌或剪切破坏
四、简支梁桥震害
（5）桥台破坏
桥台侧墙水平剪切破坏
汶川地震的桥台震害现象十分丰富，几乎涉及到桥台的所 有构件，也就是所，在地震中桥台的所有构件都可能发生 破坏。
四、简支梁桥震害
2、简支梁桥震害小结 从上述分析可以看出，简支梁桥的震害有以下特点： （1）主梁震害以主梁移位为主，为出现开裂等影响承载 力的破坏（直接震害） 。 （2）支座及挡块破坏震害普遍，是地震中的易损构件。 （3）支座破坏率与主梁移位率基本相等，主梁移位由支 座震害导致。 （4）桥墩震害较少，但出现多个意料之外的震害。 （5）桥台的所有构件均有震害实例。
二、典型桥梁震害
汶川桥梁震害 分布图
主要内容
一． 汶川地震基本情况
二． 典型桥梁震害 三． 桥梁间接震害（次生地质灾害） 四． 简支梁桥震害 五． 连续梁桥震害
六． 连续刚构桥震害
七． 小结
二、典型桥梁震害
1、全桥损 毁桥梁
百花大桥－连续梁桥，全桥损毁
南坝大桥－简支梁桥，全桥损毁
二、典型桥梁震害
2#
3#
4#
5#
图 例
挡块破坏 支座滑移
N
伸缩缝被拉裂
右
1跨向左相对移位
伸缩缝被拉裂
独秀峰大桥－－主梁纵横向移位，最大达15cm，并有明显转动
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四、简支梁桥震害
（1）主梁移位
都江堰
汶川
图 例
挡块破坏 支座破坏 伸缩缝拉裂
N
向右移位
向右移位
向右移位
伸缩缝拉裂
向左移位
向左移位
新文坪大桥－－主梁纵横向移位，最大达30cm，并有明显转动
红白中桥－拱桥，栏杆破坏， 桥头落石
二、典型桥梁震害
天府大道跨线桥－连续梁桥，栏杆破损，锥坡下沉
金马河大桥－简支梁桥，栏杆破损，锥坡下沉
主 要 内 容
一． 汶川地震基本情况
二． 典型桥梁震害 三． 桥梁间接震害（次生地质灾害） 四． 简支梁桥震害 五． 连续梁桥震害
六． 连续刚构桥震害
七． 小结
墩顶压溃－－湔江河大桥
四、简支梁桥震害
（4）桥墩震害
墩顶塑性铰－－湔江河大桥、南坝大桥
盖梁开裂－－湔江河大桥
盖梁开裂十分少 见，但在湔江河 大桥中，多个盖 梁出现了此现象。
四、简支梁桥震害
（4）桥墩震害
墩顶剪切破坏－－映秀顺河桥
墩底塑性铰
盖梁悬臂开裂
四、简支梁桥震害
（4）桥墩震害
墩顶开裂
墩底开裂
斜剪型－挡块破坏的主要形式
挡块虽小，但起到了防止横向落梁的作用，汶川地震中，为出现整 跨横向落梁，挡块功不可模，而且其破坏机理复杂，至今尚无定论
撞飞型
四、简支梁桥震害
（4）桥墩震害 汶川震区，桥墩形式主要有钢筋混凝土排架墩、钢筋混凝 土独柱墩（含墙式墩）和重力式圬工桥墩三种，其中以排 架墩最为普遍，采用矩形空心截面的排架墩仅在都映高速 庙子坪岷江大桥、新房子大桥左右线等极少数桥梁中使用， 圬工重力式桥墩主要用于修建年代较早的桥梁。下面简要 介绍其破坏形式。
主 向 断层走 伸缩缝 受挤压
P10
P10
P8
伸缩缝受挤压 P6 P7
纵向移位
台身 开裂
4cm
15cm
纵向移位
两 联 相 对 错 位 8cm
成灌高速跨线桥－连续梁桥，主梁移位，支座变形
二、典型桥梁震害
4、轻微震害或无震害 轻微震害或无震害－－承载能力无损失。震后经简单维修可 以使用
金谷垭1桥－拱桥，栏杆破坏
三、桥梁间接震害
1、间接震害的定义：
桥梁震害就致灾机理来说可分为直接震害和间接震害两大类。
直接震害主要是指桥梁结构因地震力直接作用发生的破坏。
间接震害主要是指在地震中，因地震引发的地质灾害等间接因 素导致的桥梁破坏。
直接震害－辕门坝大桥
间接震害－渔子溪2号桥
三、桥梁间接震害
2、间接震害的形式及影响 （1）山间落石
桥梁工程认识实习 讲座2
汶川地震桥梁震害
土木工程学院桥梁工程系
赵灿晖 博士 教授
二〇一一年七月二十三日 成都
主 要 内 容
一． 汶川地震基本情况
二． 典型桥梁震害 三． 桥梁间接震害（次生地质灾害） 四． 简支梁桥震害 五． 连续梁桥震害
六． 连续刚构桥震害
七． 小结
主要内容
一． 汶川地震基本情况
新房子大桥主梁移位
2#墩右支座完全脱空
6#墩支座完全脱空 55
五、连续梁桥震害
（1）主梁
回澜立交边墩支座完全脱空
回澜立交主梁开裂
主梁的移位可能 由桥墩破坏导致
百花大桥2＃墩倾斜导致主 梁横移
泄洪后的土桥子沟桥
三、桥梁间接震害
（4）堰塞湖
石蓑衣大桥－－唐家山堰塞湖泄洪，导致地形改变
被淹没的巴朗河中桥
三、桥梁间接震害
（5）间接震害小结
（1）汶川地震中遭受次生地质灾害影响的桥梁并不多总 数仅58座，但后果却相当严重。次生地质灾害导致40座 桥梁完全损毁，9座震害严重。汶川地震中共有52座桥梁 全桥损毁，其中有40座因次生地质灾害所致。 （2）汶川地震中次生地质灾害形式丰富 ，无论那一种次 生地质灾害形式对桥梁的破坏均是巨大的，即使是规模较 小的山体崩塌或小量的覆盖层滑动均可能导致严重的桥梁 震害甚至全桥损毁。 （3）次生地质在对所有桥型均有巨大影响。无论是简支 梁、连续梁还是拱桥，均有大量桥梁应次生地质灾害而全 桥损毁